Las grandes sorpresas pueden venir en pequeños paquetes.

Hubble ayuda a los astrónomos a encontrar la galaxia más pequeña conocida con un agujero negro supermasivo.

Imagen del  autor del agujero negro supermasivo situado en la galaxia enana M60-UCD1 que posee una masa de 21 millones de soles. Situado a una distancia de 50 millones de años luz M60 es una galaxia enana de un diametro de unos 300 años luz, a pesar de su tamaño es una galaxia bien concurrida ya que se le calcula una población de 140 millones de estrellas. 

Los astrónomos que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA han encontrado un monstruo al acecho en un lugar muy improbable. Nuevas observaciones de la ultracompacta galaxia enana M60-UCD1 han revelado un agujero negro supermasivo en su corazón, haciendo que esta pequeña galaxia sea la más pequeña jamás encontrada para albergar un agujero negro supermasivo. Esto sugiere que puede haber muchos más agujeros negros supermasivos que no hemos detectado, y nos dice más acerca de la formación de estas galaxias increíblemente densas. Los resultados se publicarán en la revista Nature el 18 de septiembre de 2014.

Situada a unos 50 millones de años luz de distancia, M60-UCD1 es una galaxia diminuta con un diámetro de 300 años luz, sólo 1/500 del diámetro de la Vía Láctea. A pesar de su tamaño es bastante concurrida ya que contiene unos 140 millones de estrellas. Si bien esto es característico de una galaxia enana ultracompacto (Ultracompact Drawf galaxy, UCD) como M60-UCD1, este particular UCD pasa a ser el más denso jamás visto [1].

Imagen comparativa de Messier 60 y M60-UCD1.

A pesar de su gran número de estrellas, los UCD siempre parecen ser más pesados ​​de lo que deberían ser. Ahora, un equipo internacional de astrónomos ha hecho un nuevo descubrimiento que puede explicar por qué, en el corazón de M60-UCD1 se esconde un agujero negro supermasivo [2] con la masa de 20 millones de soles.

"Sabemos desde hace tiempo que muchos UCDs tienen un exceso de peso y parecen demasiado pesados ​​para la luminosidad de sus estrellas", dice el coautor Steffen Mieske del Observatorio Europeo del Sur en Chile. "Ya habíamos publicado un estudio que sugirió que este peso adicional podría venir de la presencia de agujeros negros supermasivos, pero era sólo una teoría." Ahora, al estudiar el movimiento de las estrellas dentro de M60-UCD1, hemos detectado los efectos de tales un agujero negro en su centro.Esto es un resultado muy emocionante y queremos saber cuántos más UCDs pueden albergar objetos tan masivos ".

El agujero negro supermasivo en el centro de M60-UCD1 constituye un enorme 15 por ciento de la masa total de la galaxia y pesa cinco veces el agujero negro en el centro de la Vía Láctea. "Es bastante sorprendente, dado que la Vía Láctea es 500 veces más grande y más de 1000 veces más pesada que M60-UCD1", explica Anil Seth, de la Universidad de Utah, EE.UU., autor principal del estudio internacional. "De hecho, a pesar de que el agujero negro en el centro de nuestra galaxia de la Vía Láctea tiene la masa de 4 millones de soles, es todavía menos del 0.01 por ciento de la masa total de la Vía Láctea, lo que te hace notar como de grande es el agujero negro supermasivo de M60-UCD1."

Imagen de M60-UCD1 realizada por el Hubble.

El equipo descubrió el agujero negro supermasivo observando M60-UCD1 con el telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA y el telescopio óptico e infrarrojo de 8 metros de Gemini North en Mauna Kea, Hawai. Las agudas imágenes  del Hubble proporcionaron información sobre el diámetro de la galaxia y la densidad estelar, mientras que Gemini fue utilizado para medir el movimiento de las estrellas en la galaxia, ya que fueron afectados por la atracción gravitatoria del agujero negro. Estos datos se utilizaron entonces para calcular la masa del agujero negro no visto.

El hallazgo implica que puede haber una población sustancial de agujeros negros previamente inadvertidos. De hecho, los astrónomos predicen que puede haber tantos como el doble del número conocido de agujeros negros en el universo local.

Además, los resultados podrían afectar a las teorías de cómo se forman tales UCDs. "Este hallazgo sugiere que las galaxias enanas pueden ser realmente los restos despojados de galaxias más grandes que fueron desgarradas durante colisiones con otras galaxias, en lugar de pequeñas islas de estrellas nacidas en aislamiento", explica Seth. "No sabemos de ninguna otra manera que podrías hacer un agujero negro tan grande en un objeto tan pequeño".

Una explicación es que M60-UCD1 era una vez una galaxia grande que contiene 10 mil millones estrellas, y un agujero negro supermasivo para emparejar. "Esta galaxia puede haber pasado demasiado cerca del centro de su galaxia vecina mucho más grande, Messier 60", explica el autor Remco van den Bosch del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg, Alemania. "En ese proceso, la parte externa de la galaxia habría sido arrancada para formar parte de Messier 60, dejando atrás sólo la pequeña y compacta galaxia que vemos hoy".

El equipo cree que M60-UDC1 puede un día fusionarse con Messier 60 para formar una sola galaxia. Messier 60 también tiene su propio monstruo agujero negro de 4.500 millones de veces el tamaño de nuestro Sol y más de 1000 veces más grande que el agujero negro en nuestra Vía Láctea. Una fusión entre las dos galaxias también provocaría la fusión de los agujeros negros, creando un agujero negro aún más monstruoso.

Imagen de Arp 116 con anotaciones.

Notas.

[1] De hecho, si usted viviera dentro de esta galaxia el cielo nocturno deslumbraría con la luz de por lo menos un millón de estrellas, todas visibles a simple vista. En la Tierra comparativamente unas 4000 miserables estrellas son visibles.

[2] Los agujeros negros son objetos ultracompactos con un tirón gravitatorio tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar. Se cree que los agujeros negros supermasivos, aquellos con la masa de por lo menos 1 millón de estrellas como nuestro Sol, están en los centros de muchas galaxias.

Notas para editores.

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

El equipo internacional de astrónomos en este estudio consiste en A.C. Seth (Universidad de Utah, EE.UU.); R. van den Bosch (Instituto Max Planck de Astronomía, Heidelberg, Alemania); S. Mieske (Observatorio Europeo del Sur, Chile); H. Baumgardt (Universidad de Queensland, Australia); M. den Brok (Universidad de Utah, EE.UU.); J. Strader (Michigan State University, EE.UU.); N. Neumayer (Observatorio Europeo Austral, Alemania); I. Chilingarian (Smithsonian Astrophysical Observatory, Estados Unidos, Universidad Estatal de Moscú, Rusia); M. Hilker (European Southern Observatory, Alemania); R. McDermid (Observatorio Astronómico Australiano, Australia, Macquarie University, Australia); L. Spitler (Observatorio Astronómico Australiano, Australia, Universidad de Macquarie, Australia); J. Brodie (Universidad de California, EE.UU.); M. J. Frank (Universidad de Heidelberg, Alemania); J. L. Walsh (Universidad de Texas en Austin, EE.UU.).

Crédito de la imagen: 

NASA, ESA, D. Coe, G. Bacon (STScI).

Publicado en Hubble el 17 de septiembre del 2.014.